薄弱环节对复合材料吸能元件轴向压溃性能的影响综述.pdf

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1、第15卷第8期2011年8月船舶力学JournalofShipMechanicsV01．15No．8Aug．2011文章编号：1007-7294(2011)08埘30-10薄弱环节对复合材料吸能元件轴向压溃性能的影响综述黄建城，王鑫伟(南京航空航天大学飞行器结构力学与控制教育部重点实验室．南京210016)摘要：薄弱环节设置是复合材料吸能结构设计的关键技术之一，良好的薄弱环节设计可以使复合材料结构在碰撞中产生稳定的渐进压溃从而吸收较多的碰撞能量。文章详细阐述并讨论了复合材料吸能元件薄弱环节的几何特征、

2、引发机制及薄弱环节对复合材料吸能元件轴向压溃性能的影响，并将现有的薄弱环节归纳为七种典型的形式。在此基础上，指出了今后需要进一步研究的课题，包括：应变率效应对薄弱环节引发机制及吸能元件轴向压溃性能的影响；T型薄弱环节的引发机制及其在复合材料圆管中的应用；SMA薄弱环节的原理和设计方法；三维编织复合材料结构元件的薄弱环节和轴向压溃性能。关键词：复合材料；薄壁结构；耐撞性；能量吸收；轴向压溃；薄弱环节；综述中图分类号：TB3320347．1V214．8文献标识码：AOverviewoneffectoftr

3、iggergeometryontheaxial-●-_o●●■·‘crushinRbehavior0IcompositecomponentsforenergyabsorptionHUANGJian-cheng,WANGXin-wei(MOEKeyLabofStructureMechanicsandControlforAircraft，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Triggerisone

4、ofthekeytechnologiesforthedesignofcompositestructureswithenergyabsorp·tioncapabilities．Properlydesignedtriggerscanmakethecompositestructuresproducestablecrushingdur-ingimpact，thusabsorbmoreimpactenergy．Inthispaper,thegeometryandmechanismoftriggers，andth

5、eeffectoftriggerontheaxialcrushingbehaviorofcompositecomponentsaredescribedanddiscussedindetail．AndtheavailabletriggersCanbesummedupinseventypicaltypes．Basedonthis，sometopicsforfurtherinvestigationsarepointedout．r11leyare：theinfluenceofstrainrateonthetr

6、iggermechanismandaxialcrushingbehaviorofcompositecomponents；thetuliptriggeranditsapplicationtocircularcompositetubes；theprincipleanddesignmethodoftheSMA(shapememoryalloy)trigger；,andthetriggerandaxialcrushingbehaviorof3Dbraidedcompositecomponents．Keywor

7、ds：compositematerials；thin-walledstructures；crashworthiness；energyabsorption；axialcrushing；triggermechanism；review收稿日期：201l一04—13基金项目：国家自然科学基金资助项目(50675100)作者简介：黄建城(1980-)，男，博士，主要从事复合材料结构耐撞性研究，E-mail：Hwangjc@nuaa．edu．cn；王鑫伟(1948一)，男，教授，博导，主要从事复合材料、智能结构等

8、方面的研究。第8期黄建城等：薄弱环节对复合材料吸能元件轴向⋯9311引言车辆的行驶安全fl--21、船舶的碰撞搁浅【润、直升机的抗坠毁卜11】和航天器的软着陆【I刁等都提出了结构的耐撞性要求，即在突发或特定的碰撞事件中，依靠结构元件可控的塑性变形(金属材料)或脆性断裂(复合材料)等破坏模式来缓冲碰撞时的冲击载荷，吸收和耗散大部分碰撞能量，从而确保乘员的生命安全。为了满足耐撞性结构系统轻量化发展的要求，需要采用具有良好吸能特性的新材料和新结构。复合材料是可